2026年全國初中應(yīng)用物理知識(shí)競(jìng)賽初賽試題及答案1.單項(xiàng)選擇題（每題4分，共40分）1.某城市新建一條地鐵線路，列車以72km/h勻速通過一段長1.2km的平直隧道，車廂內(nèi)一位乘客將一枚硬幣豎直向上拋起，硬幣相對(duì)于車廂上升的最大高度為0.45m。若忽略空氣阻力，重力加速度g取10m/s2，則硬幣從離手到落回手中所需時(shí)間約為A.0.30s??B.0.45s??C.0.60s??D.0.90s答案：C解析：硬幣在車廂參考系內(nèi)做豎直上拋運(yùn)動(dòng)，上升時(shí)間t?滿足v?＝gt?，最大高度h＝v?2/(2g)，得t?＝√(2h/g)＝√(0.09)＝0.30s，總時(shí)間2t?＝0.60s。列車速度為水平方向，與豎直運(yùn)動(dòng)無關(guān)。2.如圖甲所示，用輕繩懸掛的小球在水平風(fēng)力作用下偏離豎直方向θ角靜止。若緩慢縮短繩長L，保持風(fēng)力大小不變，則θ角將A.變大??B.變小??C.不變??D.先變大后變小答案：A解析：受力平衡得tanθ＝F/(mg)，F(xiàn)與mg均不變，似乎θ應(yīng)不變；但縮短繩長后，球離地高度減小，風(fēng)場(chǎng)受地面邊界層影響，風(fēng)速隨高度降低而減小，導(dǎo)致F減小，為重新平衡，繩張力水平分量需仍等于F，故θ應(yīng)變大，使T減小，從而T的豎直分量仍等于mg。因此θ變大。3.家用LED燈標(biāo)稱“220V0.1A”，實(shí)際測(cè)得在220V下電流為90mA，功率因數(shù)為0.9，則其真實(shí)功耗約為A.19.8W??B.17.8W??C.15.6W??D.13.4W答案：B解析：真實(shí)功耗P＝UIcosφ＝220V×0.09A×0.9≈17.8W。4.某同學(xué)用如圖乙所示的“水火箭”做實(shí)驗(yàn)，瓶內(nèi)氣壓為3p?時(shí)，噴嘴被橡皮塞堵住。突然拔塞，水高速噴出，火箭獲得反沖。若忽略瓶內(nèi)水減少導(dǎo)致的質(zhì)量變化，且噴出水流速度恒為v，則火箭加速度大小隨時(shí)間A.保持不變??B.線性減小??C.指數(shù)衰減??D.先增后減答案：C解析：根據(jù)變質(zhì)量系統(tǒng)火箭方程，推力F＝v·dm/dt，而dm/dt正比于瓶內(nèi)氣壓，氣壓隨氣體膨脹而指數(shù)下降，故推力指數(shù)衰減，加速度亦指數(shù)衰減。5.將一塊0℃的冰放入絕熱杯中，加入少量10℃的水，密封后搖晃，最終系統(tǒng)達(dá)到平衡。若忽略杯壁熱容，則最終狀態(tài)A.冰水共存，溫度0℃??B.全部冰融化，溫度高于0℃??C.全部水結(jié)冰，溫度低于0℃??D.無法確定答案：A解析：冰—水系統(tǒng)在0℃時(shí)存在相變平臺(tái)，只要有冰存在，溫度必為0℃。加入少量水只能融化部分冰，剩余冰與水共存。6.如圖丙，用均勻電阻絲彎成圓環(huán)，直徑兩端A、B接在理想電源上，環(huán)上總電阻為R。若在圓環(huán)上再并上一根相同材料、長度等于半圓的導(dǎo)線ACB，則A、B間等效電阻為A.R/8??B.R/6??C.R/4??D.R/3答案：A解析：原環(huán)可看作兩并聯(lián)半圓，各R/2，并聯(lián)得R/4。加并ACB后，形成三并聯(lián)支路：兩支R/2，一支R/2，但ACB與其中一支重合，實(shí)際為兩支R/2并聯(lián)，再與另一支R/2并聯(lián)，等效電阻R/6，然而ACB把圓環(huán)短接成兩個(gè)1/4圓，每段R/4，兩支R/4并聯(lián)得R/8。7.某手機(jī)無線充電板輸出頻率為150kHz的正弦交變磁場(chǎng)，接收線圈有100匝、面積3cm2，若磁場(chǎng)峰值B?＝20μT，則線圈感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)峰值約為A.0.28V??B.0.56V??C.1.1V??D.2.2V答案：B解析：ε?＝NωB?S＝100×2π×150×103×20×10??×3×10??≈0.56V。8.在“雙減”背景下，某校利用廢舊光盤制作簡易太陽能小車。光盤背面為鋁反射膜，正面為透明塑料。若將光盤正面朝上置于陽光下，則A.反射率高于背面??B.吸收率高于背面??C.反射率與背面幾乎相同??D.正面因折射會(huì)聚光線答案：B解析：透明塑料表面存在菲涅爾反射，但大部分光進(jìn)入塑料層，在鋁膜處反射后再次穿過塑料，部分被塑料吸收；而背面鋁膜直接暴露，反射率高。正面朝上時(shí)光需兩次穿過塑料，吸收路徑加倍，總吸收率高于背面。9.如圖丁，把一空玻璃瓶倒扣入水槽，瓶內(nèi)液面低于槽內(nèi)液面。若向瓶內(nèi)緩慢充入氮?dú)?，使瓶?nèi)外液面相平，則瓶內(nèi)氮?dú)夥肿悠骄鶆?dòng)能A.增大??B.減小??C.不變??D.先增后減答案：C解析：液面相平意味著瓶內(nèi)氣壓等于外界大氣壓，溫度始終與環(huán)境相同，平均動(dòng)能只與溫度有關(guān)，故不變。10.某同學(xué)用如圖戊所示的“紙鍋燒水”實(shí)驗(yàn)，紙鍋底部用細(xì)鐵絲加固，酒精燈外焰溫度約800℃，而水沸點(diǎn)僅100℃，紙未燃燒。其主要原因A.水側(cè)傳熱系數(shù)大，紙溫接近100℃??B.紙的燃點(diǎn)高于800℃??C.酒精燈熱量大部分被水蒸氣帶走??D.鐵絲導(dǎo)熱快，分散熱點(diǎn)答案：A解析：水側(cè)對(duì)流換熱極強(qiáng)，紙內(nèi)側(cè)溫度被“鉗制”在100℃左右，遠(yuǎn)低于紙的燃點(diǎn)約230℃，故紙不燃。2.多項(xiàng)選擇題（每題5分，共30分，每題有2~3項(xiàng)正確，漏選得2分，錯(cuò)選得0分）11.關(guān)于2026年杭州亞運(yùn)會(huì)場(chǎng)館的“風(fēng)幕”節(jié)能門，下列說法正確的是A.高速氣流形成氣簾，可減少室內(nèi)外熱交換B.氣簾厚度越大，隔絕效果越好C.冬季氣簾需加熱，否則反而增加熱損失D.氣簾風(fēng)速越高，風(fēng)機(jī)功耗越大答案：A、C、D解析：B項(xiàng)錯(cuò)誤，過厚氣簾易湍流，卷吸室外空氣，效果下降。12.某校科技節(jié)制作“電磁炮”，用5mF電容充電至100V，通過0.5m長、電阻0.02Ω的導(dǎo)軌放電，推動(dòng)質(zhì)量5g的鋁環(huán)。忽略電阻與摩擦，下列措施可提高出口速度的是A.提高充電電壓至150VB.將導(dǎo)軌長度增至1mC.用更厚鋁環(huán)增大質(zhì)量D.并聯(lián)第二只相同電容答案：A、B、D解析：v∝√(E)，E與電壓平方成正比，A對(duì)；導(dǎo)軌越長，加速時(shí)間越長，B對(duì)；質(zhì)量增大反而減速，C錯(cuò)；并聯(lián)電容增大儲(chǔ)能，D對(duì)。13.在“雙碳”背景下，某社區(qū)屋頂鋪設(shè)光伏瓦，額定功率2kW，實(shí)測(cè)某日發(fā)電曲線呈“饅頭形”，峰值功率1.6kW，總發(fā)電量8kWh。下列判斷合理的是A.當(dāng)日日照峰值強(qiáng)度約800W/m2B.光伏瓦面積約為10m2C.系統(tǒng)效率約16%D.若加裝跟蹤支架，發(fā)電量可提升約20%答案：A、B、D解析：C項(xiàng)無法從題設(shè)直接得出效率，缺少面積與輻照總量數(shù)據(jù)。14.如圖己，用兩根相同的彈簧把質(zhì)量m的小球夾在中間，彈簧勁度系數(shù)k，原長L?，水平放置。將小球向右撥動(dòng)微小位移x后釋放，則A.回復(fù)力大小為2kxB.系統(tǒng)振動(dòng)周期為2π√(m/2k)C.若將彈簧原長減半，周期變小D.若在太空站重復(fù)實(shí)驗(yàn)，小球仍做簡諧運(yùn)動(dòng)答案：A、B、D解析：C項(xiàng)原長改變不影響k，周期不變；太空站雖失重，但彈簧力仍存在，簡諧運(yùn)動(dòng)性質(zhì)不變。15.關(guān)于“干冰”人工造霧，下列說法正確的是A.干冰升華吸熱，使周圍水蒸氣凝結(jié)成霧B.霧實(shí)質(zhì)為液態(tài)水滴，直徑約1~10μmC.干冰溫度遠(yuǎn)低于0℃，可使CO?液化形成白霧D.舞臺(tái)效果中，霧密度大會(huì)下沉，形成“云?！毙Ч鸢福篈、B、D解析：C項(xiàng)常壓下CO?無法以液態(tài)存在，直接升華。16.某品牌“空氣炸鍋”標(biāo)稱功率1500W，實(shí)測(cè)炸制200g薯?xiàng)l需8min，耗電0.18kWh，薯?xiàng)l水分蒸發(fā)量30g，比熱容取3.7kJ/(kg·K)，則A.有效能量用于升溫與汽化約162kJB.系統(tǒng)效率約25%C.若預(yù)先把薯?xiàng)l冷凍至?18℃，耗電量將顯著增加D.改用高壓熱風(fēng)可提高水的沸點(diǎn)，減少汽化耗能答案：A、B、C解析：D項(xiàng)高壓雖提高沸點(diǎn)，但汽化潛熱變化不大，且設(shè)備復(fù)雜，未必減少耗能。3.實(shí)驗(yàn)探究題（共30分）17.（10分）“橡皮筋熱機(jī)”實(shí)驗(yàn)器材：透明塑料瓶、橡皮筋、銅絲、酒精燈、溫度計(jì)、激光筆、光屏。步驟：①將橡皮筋兩端固定在瓶內(nèi)銅絲支架上，使其處于拉伸狀態(tài)；②用激光筆照射橡皮筋，光屏上呈現(xiàn)光斑；③緩慢加熱瓶底，觀察光斑位置變化；④記錄溫度與光斑位移。問題：（1）光斑移動(dòng)說明橡皮筋長度如何變化？（2分）（2）結(jié)合分子運(yùn)動(dòng)理論，解釋溫度升高導(dǎo)致該變化的微觀機(jī)制。（4分）（3）若改用尼龍線，預(yù)測(cè)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象差異并說明理由。（4分）答案：（1）光斑向一側(cè)移動(dòng)，說明橡皮筋收縮。（2）橡皮筋為高分子鏈，升溫加劇鏈段熱運(yùn)動(dòng)，使無序卷曲程度增加，宏觀表現(xiàn)為收縮。（3）尼龍線為熱膨脹正材料，升溫伸長，光斑反向移動(dòng)；且尼龍彈性模量高，位移量小。18.（10分）“手機(jī)磁傳感器測(cè)地磁場(chǎng)”實(shí)驗(yàn)器材：智能手機(jī)（內(nèi)置磁傳感器）、直尺、旋轉(zhuǎn)臺(tái)、Excel。步驟：①將手機(jī)水平置于旋轉(zhuǎn)臺(tái)，記錄x、y、z三軸磁感應(yīng)強(qiáng)度；②緩慢旋轉(zhuǎn)臺(tái)子一周，每秒采樣10次；③導(dǎo)出數(shù)據(jù)，繪制Bx–By散點(diǎn)圖；④擬合橢圓，求長軸與地理北極夾角。問題：（1）散點(diǎn)圖為何呈橢圓而非圓？（3分）（2）如何利用橢圓長、短軸計(jì)算當(dāng)?shù)氐卮艌?chǎng)水平分量大小？（3分）（3）若將手機(jī)背面緊貼一塊薄鐵板，預(yù)測(cè)圖形變化并解釋。（4分）答案：（1）地磁場(chǎng)水平分量恒定，但手機(jī)軸系非嚴(yán)格水平，且存在硬鐵效應(yīng)，導(dǎo)致矢量端點(diǎn)軌跡為傾斜橢圓。（2）長軸2a即為水平分量B_h，短軸2b反映傾角誤差，B_h＝a。（3）鐵板產(chǎn)生軟鐵磁化，附加磁場(chǎng)與地磁場(chǎng)疊加，橢圓中心偏移，且形狀變?yōu)楦鈾E圓，因鐵板屏蔽部分磁場(chǎng)。19.（10分）“自制溫差發(fā)電片”實(shí)驗(yàn)器材：P型與N型半導(dǎo)體小方塊、銅箔、鋁散熱片、電烙鐵、萬用表、熱水杯、冰塊。步驟：①將P、N方塊交替排列成π形，銅箔串聯(lián)，形成10對(duì)PN結(jié)；②熱端貼熱水杯壁，冷端貼散熱片加冰塊；③測(cè)量開路電壓U?與短路電流I_s；④改變溫差ΔT，繪制U?–ΔT圖。問題：（1）圖像為何呈直線？給出理論依據(jù)。（3分）（2）若將發(fā)電片兩端接10Ω電阻，測(cè)得電壓為0.8U?，求內(nèi)阻r。（3分）（3）為提高輸出功率，應(yīng)如何優(yōu)化散熱設(shè)計(jì)？（4分）答案：（1）塞貝克效應(yīng)：U?＝nαΔT，n對(duì)PN結(jié)，α為材料塞貝克系數(shù)，ΔT為溫差，故U?與ΔT成正比。（2）由分壓公式0.8U?＝U?·R/(R＋r)，得r＝2.5Ω。（3）增大冷端散熱面積，采用熱管或微水道，降低接觸熱阻，使用高導(dǎo)熱硅脂，保持冷熱端溫差。4.計(jì)算應(yīng)用題（共50分）20.（12分）“共享電單車”新電池某品牌采用48V、20Ah磷酸鐵鋰電池，整車質(zhì)量25kg，電機(jī)效率85%，滾動(dòng)阻力系數(shù)0.01，空氣阻力F_a＝0.4v2（v單位m/s）。若載重75kg的騎手以25km/h勻速行駛：（1）求電機(jī)輸出功率；（3分）（2）計(jì)算理論最大續(xù)航；（4分）（3）若電池允許最大放電倍率2C，求最大持續(xù)電流，并判斷能否滿足爬坡需求（坡度5°，需功率800W）。（5分）答案：（1）v＝6.94m/s，F(xiàn)_roll＝0.01×100×10＝10N，F(xiàn)_a＝0.4×6.942≈19.3N，P_out＝(10＋19.3)×6.94≈203W。（2）電池能量E＝48×20＝960Wh，電機(jī)輸入P_in＝203/0.85≈239W，續(xù)航t＝960/239≈4.02h，里程s＝25×4.02≈100km。（3）2C電流I＝2×20＝40A，最大持續(xù)功率P_max＝48×40＝1920W＞800W，可滿足。21.（12分）“太空電梯”配重索設(shè)想在赤道建造太空電梯，配重索延伸至同步軌道外。索材為碳納米管，密度ρ＝1.3g/cm3，極限強(qiáng)度σ＝60GPa，安全系料取2。同步軌道半徑R_g＝42164km，地球半徑R_e＝6371km，g＝9.8m/s2。（1）求同步軌道處索的截面積A與底部拉力F的比值A(chǔ)/F；（4分）（2）若設(shè)計(jì)載重艙質(zhì)量1000kg，求最小截面積；（4分）（3）估算整索總質(zhì)量。（4分）答案：（1）由σ_allow＝σ/2＝30GPa，得A/F＝1/σ_allow≈3.3×10??m2/N。（2）同步軌道處張力最大，F(xiàn)＝m·a_c，a_c＝ω2R_g＝(7.29×10??)2×4.22×10?≈0.22m/s2，F(xiàn)≈220N，A_min＝220×3.3×10??≈7.3×10??m2＝7.3mm2。（3）索長L≈R_g?R_e≈3.58×10?m，平均截面積取A_min，體積V≈A_min·L≈0.26m3，質(zhì)量m＝ρV≈340kg。22.（13分）“相變儲(chǔ)能房”某被動(dòng)房墻體嵌入石蠟微膠囊，石蠟熔點(diǎn)28℃，潛熱200kJ/kg，密度900kg/m3，墻體面積20m2，厚度0.2m，石蠟占體積30%。夏季白天室內(nèi)得熱平均500W，持續(xù)10h，夜間通風(fēng)排熱。（1）求石蠟總儲(chǔ)能量；（3分）（2）判斷石蠟?zāi)芊裢耆刍?；?分）（3）若改用熔點(diǎn)18℃的鹽類水合相變材料，潛熱150kJ/kg，密度1200kg/m3，需多厚才能儲(chǔ)存相同能量？（4分）（4）簡述兩種材料對(duì)室內(nèi)熱舒適度的影響差異。（3分）答案：（1）V_p＝20×0.2×0.3＝1.2m3，m＝900×1.2＝1080kg，Q＝1080×200＝2.16×10?kJ。（2）白天得熱Q_in＝500×36000＝1.8×10?kJ＜Q，可完全熔化。（3）設(shè)厚度d，則20×d×0.3×1200×150＝2.16×10?，解得d≈0.20m，與原厚度相同。（4）28℃石蠟在接近室溫熔化，抑制